Интерференция атомов: новые свойства

В ходе эксперимента ученые удерживали 20 тыс. ультрахолодных атомов рубидия с помощью оптических решеток, сформированных тремя парами инфракрасных лазерных лучей. Лазеры располагались таким образом, чтобы они образовывали две накладывающиеся друг на друга горизонтальные решетки, одна из которых была в два раза мельче другой в одном из измерений.

После того как в каждую ячейку более крупной решетки помещалось по одному атому, ее лазеры отключались, и активировалась мелкая решетка. Таким образом, каждая ячейка оказывалась разделенной на две части, расстояние между которыми составляло приблизительно 400 нм. По законам квантовой механики атом должен находится в обеих частях одновременно – в состоянии суперпозиции.

Ученым удалось получить интерференционную картину, образованную в результате взаимодействия друг с другом двух частей одного атома, находящегося в суперпозиционном состоянии, сообщает PhysOrg.

Если поместить в ячейки оптической решетки по два атома, то после расщепления ячеек на две части пара атомов будет находиться в состоянии, которое представляет собой суперпозицию трех вариантов: оба атома находятся в одной части ячейки, оба атома находятся в другой ее части, и каждый атом находится в отдельной части ячейки. В двух возможных состояниях, когда оба атома находятся в одной ячейке, они взаимодействуют друг с другом, изменяя интерференционную картину. Дисбаланс между тремя состояниями создает эффект стробоскопа – полосы на интерференционной картине исчезают и появляются.

Ученые считают, что результаты их эксперимента могут использоваться для создания квантовых компьютеров на основе нейтральных атомов.